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#include <iostream>
#include <vector>

using namespace std;


//给定一个包含红色、白色和蓝色、共 n 个元素的数组 nums ，原地对它们进行排序，
//使得相同颜色的元素相邻，并按照红色、白色、蓝色顺序排列。
//
//我们使用整数 0、 1 和 2 分别表示红色、白色和蓝色。
class Solution
{
public:
    void sortColors(vector<int>& nums)
    {
        int n = nums.size();
        int i = 0, left = -1, right = n;
        // [0, left] 表⽰ 0 序列；
        // [left + 1, right - 1] 表⽰ 1 序列；
        // [right, numsSize - 1] 表⽰ 2 序列。
        while (i < right)
        {
            if (nums[i] == 0)  swap(nums[++left], nums[i++]);
            else if (nums[i] == 1) ++i;
            else swap(nums[--right], nums[i]);
        }
    }
};

//给你一个整数数组 nums，请你将该数组升序排列。
class Solution
{
public:
    vector<int> sortArray(vector<int>& nums)
    {
        srand(time(nullptr));
        qsort(nums, 0, nums.size() - 1);

        return nums;
    }

    void qsort(vector<int>& nums, int l, int r)
    {
        if (l >= r) return;
        // 数组分三块
        int key = GetRandom(nums, l, r);
        int i = l, left = l - 1, right = r + 1;
        while (i < right)
        {
            if (nums[i] < key) swap(nums[++left], nums[i++]);
            else if (nums[i] == key) i++;
            else swap(nums[--right], nums[i]);
        }

        // [l, left] [left + 1, right - 1] [right, r]
        qsort(nums, l, left);
        qsort(nums, right, r);
    }

    int GetRandom(vector<int>& nums, int left, int right)
    {
        return nums[rand() % (right - left + 1) + left];
    }
};


//给定整数数组 nums 和整数 k，请返回数组中第 k 个最大的元素。

class Solution
{
public:
    int findKthLargest(vector<int>& nums, int k)
    {
        srand(time(nullptr));
        return qsort(nums, 0, nums.size() - 1, k);
    }

    int qsort(vector<int>& nums, int l, int r, int k)
    {
        if (l >= r) return nums[l];
        // 1. 随机选择基准元素
        int key = getRandom(nums, l, r);
        // 2. 根据基准元素将数组分三块
        int i = l, left = l - 1, right = r + 1;
        while (i < right)
        {
            if (nums[i] < key) swap(nums[++left], nums[i++]);
            else if (nums[i] == key) i++;
            else swap(nums[--right], nums[i]);
        }
        // [l,left] [left+1,right-1] [right,r]
        int b = right - left - 1, c = r - right + 1;
        // 3. 分情况讨论
        if (c >= k) return qsort(nums, right, r, k);
        else if (b + c >= k) return key;
        else return qsort(nums, l, left, k - b - c);
    }

    int getRandom(vector<int>& nums, int left, int right)
    {
        return nums[rand() % (right - left + 1) + left];
    }
};


//输入整数数组 arr ，找出其中最小的 k 个数。例如，输入4、5、1、6、2、7、3、8这8个数字，则最小的4个数字是1、2、3、4。
class Solution
{
public:
    vector<int> getLeastNumbers(vector<int>& nums, int k)
    {
        srand(time(nullptr));
        qsort(nums, 0, nums.size() - 1, k);
        return { nums.begin(),nums.begin() + k };
    }

    void qsort(vector<int>& nums, int l, int r, int k)
    {
        if (l >= r) return;

        int key = getRandom(nums, l, r);
        // 1. 随机选择⼀个基准元素 + 数组分三块
        int i = l, left = l - 1, right = r + 1;
        while (i < right)
        {
            if (nums[i] < key) swap(nums[++left], nums[i++]);
            else if (nums[i] == key) i++;
            else swap(nums[--right], nums[i]);
        }

        // [l, left][left + 1, right - 1] [right, r]
        // 2. 分情况讨论
        int a = left - l + 1, b = right - left - 1, c = r - right + 1;
        if (a > k) qsort(nums, l, left, k);
        else if (a + b >= k) return;
        else qsort(nums, right, r, k - a - b);
    }

    int getRandom(vector<int>& nums, int left, int right)
    {
        return nums[rand() % (right - left + 1) + left];
    }
};


//归并排序
class Solution
{
    vector<int> tmp;
public:
    vector<int> sortArray(vector<int>& nums)
    {
        tmp.resize(nums.size());
        megersort(nums, 0, nums.size() - 1);
        return nums;
    }

    void megersort(vector<int>& nums, int left, int right)
    {
        if (left >= right) return;

        int mid = (right + left) / 2;

        megersort(nums, left, mid);
        megersort(nums, mid + 1, right);

        int cur1 = left, cur2 = mid + 1, i = 0;
        while (cur1 <= mid && cur2 <= right)
            tmp[i++] = nums[cur1] <= nums[cur2] ? nums[cur1++] : nums[cur2++];
        while (cur1 <= mid) tmp[i++] = nums[cur1++];
        while (cur2 <= right) tmp[i++] = nums[cur2++];

        for (int i = left; i <= right; i++)
            nums[i] = tmp[i - left];
    }
};

//在数组中的两个数字，
//如果前面一个数字大于后面的数字，则这两个数字组成一个逆序对。输入一个数组，求出这个数组中的逆序对的总数
class Solution
{
    vector<int> tmp;
public:
    int reversePairs(vector<int>& nums)
    {
        tmp.resize(nums.size());
        return megersort(nums, 0, nums.size() - 1);
    }

    int megersort(vector<int>& nums, int left, int right)
    {
        if (left >= right) return 0;

        int ret = 0;
        // 1. 找中间点，将数组分成两部分
        int mid = (right + left) / 2;
        // 2. 左边的个数 + 排序 + 右边的个数 + 排序
        ret += megersort(nums, left, mid);
        ret += megersort(nums, mid + 1, right);

        // 3. ⼀左⼀右的个数
        int cur1 = left, cur2 = mid + 1, i = 0;
        while (cur1 <= mid && cur2 <= right)
        {
            if (nums[cur1] <= nums[cur2])
            {
                tmp[i++] = nums[cur1++];
            }
            else
            {
                ret += mid - cur1 + 1;
                tmp[i++] = nums[cur2++];
            }
        }

        // 4. 处理⼀下排序
        while (cur1 <= mid) tmp[i++] = nums[cur1++];
        while (cur2 <= right) tmp[i++] = nums[cur2++];

        for (int j = left; j <= right; j++)
            nums[j] = tmp[j - left];

        return ret;
    }
};
int main()
{

	return 0;
}